环境催化学2268页课件.ppt

《环境催化学2268页课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、柴油车排放污染颗粒物和氮氧化物控制研究进展与发展主要内容柴油车产业发展的必要性(1)柴油机是环境友好的发动机柴油车产业发展的必要性(2)柴油机尾气概述柴油机尾气净化概述催化剂的开发利用（1）三元催化剂的发展催化剂是转化器的主体，它直接决定着汽车尾气的净化效果。近年来，三元催化剂的研究取得了很大的进展。1978年以来美国Engelhard公司、JohnsonMetthey公司和德国Degussa公司先后推出能同时有效去除尾气中CO,HC和NOX贵金属三元催化剂，20世纪80年代中期，其制备和应用技术已趋成熟。贵金属三元催化剂以蜂窝状茧青石为载体，以Y_Al2

2、O3为涂层，贵金属Pt,Rh,Pd为活性组分，以Ce,La,Ba等元素为助剂，通过浸渍方法制成。Pt和Pd主要是作为CO和HC氧化反应的催化活性组分，Rh的作用主要是提供对NOX的还原活性，同时对CO和HC的氧化反应也有活性。Al2O3场中La和Ba的加入能提高其热稳定性;Ce不仅能提高载体的热稳定性，而且具有储氧功能。我国学者刘长林等研究了稀土氧化物一Pd催化剂对CO的作用，发现稀土元素因其4f电子轨道近于半满状态所表现出的特殊催化性能使这类元素有望与Ce一起成为储氧物质。（1）三元催化剂的发展贵金属催化剂的发展趋势是在保证催化活性的前提下尽可能降低贵金

3、属含量，以达到较低的成本。由于Pd的资源比Pt和Rh丰富且价格低廉、耐热性好，因此研制新型的Pd催化剂具有重要意义。研究发现La2O3的加入能改善Pd对NOX的还原性。国外报道研制出了一种双层Pd基催化剂，上层由分散于Al2O3涂层上的Pd构成，可提供低温催化活性，下层由Pd和Ce构成，Ce的高储氧能力用于保证催化剂的高温催化活性，两层中都添加廉价金属氧化物以产生稳定作用，并提高Pd的活性。这类双层Pd基催化剂不仅起燃快而且耐高温，特别适合用作降低汽车冷启动排放的前置催化剂，因此，降低该类催化剂的成本将加速实现汽车的低排放和超低排放。(2)稀土催化剂的发展

4、稀土化物催化剂、稀土一碱金属一微量贵金属催化剂。稀土本身在催化反应中并没有活性，但它与过渡金属氧化物相作用能显著提高活性。由于稀土元素具有高的储氧能力、可促进贵金属催化活性、能提高催化转化器抗铅和硫中毒性能等特点，加之稀土催化剂在成本上的巨大潜力，国内外自20世纪70年代起对车用稀土催化剂的开发从未间断。1971Ubby提出用钙钦型复合氧化物代替贵金属作为汽车尾气净化的催化剂。1884年林培谈等研制成KHW和CPK型两类含稀土的多元复合氧化物催化剂，在活性、热稳定性、强度及抗SO2中毒方面均已达到实用指标。1985年李碗等研制出了具有钙铁矿结构、含稀土元素

5、的催化剂，具有抗水蒸气、耐高温的优点。1990年林培炎等又研制出以过渡金属、稀土氧化物为活性组分的催化剂，对含铅汽油有较好的稳定性，且具有高抗硫中毒能力。目前应用较广的主要是稀土钙钦矿复合型氧化物催化剂，其对催化剂包括稀土一碱金属复合氧CO,HC的转化活性较高，具有较好的抗铅中毒能力、价格低、启动温度低等优点，但其整体水平，特别是对NOX的还原活性尚低于贵金属催化剂。我国稀土资源丰富，进一步提高稀土氧化物催化剂对NOX的还原性，对于推动催化转化器国产化进程具有重要意义。(3)钙钛矿型催化剂的研发近年来，钙钛矿型催化剂和相关氧化物引起了很大关注。一是出于它具

6、有多种优异的物理化学性能与催化性能;二是由于它非氧化学计量，催化组分可变性，使得可通过选择合适替代物来控制金属离子的价态。(4)贫况NO催化剂贵金属催化剂催化效率在很大程度上依赖于空燃比。当贫况时催化剂具有高氧化性、低还原性，此时燃烧产物中含有大量氧;相反富况时，催化剂具有高还原性、低氧化性。汽车尾气中NO、HC需氧化净化，NOX需还原净化，二者之间抵消协调可由电喷系统以及开发储氧功效催化剂(如含铈系列)来解决。贫况时由于高空燃比，燃料燃烧充分，NO,HC排放量减少，增加了燃油经济性，但由于过氧造成了高NOX浓度排放。因此开发贫况NOX催化剂已成为必然。贫

7、况NOX催化剂具有巨大的潜在商业价值，从而引起了人们的极大关注。(5)沸石催化剂以前贫况NOx催化剂主要是过渡金属催化剂，尤其是Cu沸石催化剂具有大比表面积、良好的Cu离子分散以及方便地控制反应孔的大小等优异性能。尽管新鲜Cu沸石催化剂具有良好的催化活性，但在高温下其活性会由于热劣化下降，特别是在尾气中存在的水分使活性下降更快。沸石骨架结构由于失铝而会改变，目前在汽车上尚未成功实现商用。其他沸石催化剂有H型沸石催化剂，情况与Cu沸石相似。(6)Ag催化剂Al2O3比沸石稳定，在美国专利NO.081311298中应用溶胶法制备Al2O3膜作为涂层，当负载Ag

8、时具有较好的NOX还原性能，但该制备方法复杂而昂贵。也曾报道简易方